Diseño Red Abierta

Carlos Fernando Alvarado Sanabria estudiante de Ingeniería Civil UPTC

Diseño red Abierta.
Formulas empleadas.

Para determinar la velocidad media del fluido se uso la siguiente ecuación:
V=-22gdhfllogKs3,7d+2,51νld2gdhf
Obtenida de las ecuaciones de de Colebrook – White y Darcy – Weisbach.
Donde:
V= velocidad media del fluido.
hf = pérdida de carga debida a la fricción.
l= longitudde la tubería.
d = diámetro de la tubería.
g = aceleración de la gravedad: g = 9,806 m/s2
Ks= rugosidad absoluta (0.0000015 m)
ν=Viscosidad cinemática del agua (0.00000114 m2/s)

Para determinar las pérdidas menores:
hm=Km*V22G

Para determinar las perdidas por fricción se estableció la ecuación de energía entre el tanque de abastecimiento y cada punto de destino.Z1+P1γ+V122g-hf-hm=Z2+P2γ+V222g
En el caso de punto de abastecimiento a punto de destino: tanque-tanque, la ecuación de energía es:
Z1-hf-hm=Z2
Con: H=z1-z2
hf=H-hm
Donde:
Z1: cota del tanque de abastecimiento
Z2: cota del tanque de destino
hm: perdidas menores
hf: perdidas por fricción
P: presión manométrica
γ: peso especifico del agua
V. velocidad media del fluido
H: diferencia de nivel entre lospuntos 1 y 2.
g : aceleración de la gravedad,  g = 9,806 m/s2

Para determinar el caudal:
Qc=V*A
Se establece la corrección de la altura de energía para cada nodo con la siguiente ecuación:

ΔZ=2∑Qi∑QcHd

Dónde.
ΔZ= factor de corrección.
Qc= caudal calculado
Hd= altura disponible

Cotas, caudales de diseño y altura disponible.
Elemento | Cota (msnm) | Qd (m3/s) | HD (m) |
Tanque 1 |2690.3 | |   |
Tanque 2 | 2523.5 | 0.065 | 96.50 |
Tanque 3 | 2567.8 | 0.042 | 52.20 |
Tanque 4 | 2582.5 | 0.048 | 17.50 |
Tanque 5 | 2558.1 | 0.032 | 41.90 |
Nodo 1 | 2620.0 | 0.187 | 70.30 |
Nodo 2 | 2600.0 | 0.080 | 15.67 |

Longitud de la tubería por tramos.
Tramo |   | Longitud (m) |
T1 - | N1 | 1000 |
N1 - | T2 | 820 |
N1 - | T3 | 600 |
N1 - | N2 | 1200 |
N2 - |T4 | 730 |
N2 - | T5 | 450 |

Definición de accesorios.
Determinación de Km para el tramo T1-N1.
Km (T1-N1) |   | Km | Cantidad | Σ Km |
Entradas: | | | |   |
  | bordes ligeramente redondeados | 0.26 | 1 | 0.26 |
Codos: | | | |   |
  | codo de 45 | 0.42 | 2 | 0.84 |
Válvulas: | | | |   |
  | de compuerta | 0.19 | 3 | 0.57 |
  | de cheque | 2.5 | 1 | 2.5 |
| | || Σ | 4.17 |

Determinación de Km para el tramo N1-T2.
Km (N1-T2) |   | Km | Cantidad | Σ Km |
Codos: | | | |   |
  | codo de 45 | 0.42 | 2 | 0.84 |
Válvulas: | | | |   |
  | de compuerta | 0.19 | 2 | 0.38 |
Te: | | | | |   |
  | a través de la salida lateral | 1.8 | 1 | 1.8 |
salida: |   | 1 | 1 | 1 |
| | | | Σ | 4.02 |

Determinación de Km para el tramo N1-T3.Km (N1-T3) |   | Km | Cantidad | Σ Km |
Codos: | | | |   |
  | codo de 45 | 0.42 | 2 | 0.84 |
Válvulas: | | | |   |
  | de compuerta | 0.19 | 2 | 0.38 |
Te: | | | | |   |
  | a través de la salida lateral | 1.8 | 1 | 1.8 |
salida: |   | 1 | 1 | 1 |
| | | | Σ | 4.02 |

Determinación de Km para el tramo N1-N2.

Km (N1-N2) |   | Km | Cantidad | Σ Km |
Codos: || | | |   |
  | codo de 45 | | 0.42 | 4 | 1.68 |
Válvulas: | | | |   |
  | de compuerta | 0.19 | 3 | 0.57 |
  | de cheque | 2.5 | 1 | 2.5 |
Te: | | | | |   |
  | en sentido recto | 0.3 | 2 | 0.6 |
| | | | Σ | 5.35 |

Determinación de Km para el tramo N2-T4.
Km (N2-T4) |   | Km | Cantidad | Σ Km |
Codos: | | | |   |
  | codo de 45 | 0.42 | 3 | 1.26 |Válvulas: | | | |   |
  | de compuerta | 0.19 | 2 | 0.38 |
Ye: | | | | |   |
  | 45°, en sentido recto | 0.3 | 1 | 0.3 |
salida: |   | 1 | 1 | 1 |
| | | | Σ | 2.94 |

Determinación de Km para el tramo N2-T5.
Km (N2-T5) |   | Km | Cantidad | Σ Km |
Codos: | | | |   |
  | codo de 45 | 0.42 | 1 | 0.42 |
Válvulas: | | | |   |
  | de compuerta | 0.19 | 2 | 0.38 |...